變壓器經(jīng)濟運行下10kV配電網(wǎng)節(jié)能降損的對策探究

張文山 肖紅芳 韓立群

（國網(wǎng)山東省電力公司德州供電公司）

變壓器經(jīng)濟運行下10kV配電網(wǎng)節(jié)能降損的對策探究

張文山 肖紅芳 韓立群

（國網(wǎng)山東省電力公司德州供電公司）

就當(dāng)前情況來看，10kV配電網(wǎng)在電網(wǎng)當(dāng)中占據(jù)著比較大的比例，是一種比較常用的配電網(wǎng)絡(luò)，它的節(jié)能減損能力對整個電網(wǎng)是否能夠做到節(jié)能運行擁有非常重要的價值。在本文中，將針對10kV配電網(wǎng)當(dāng)中形成損耗的主要原因以及配電電壓器運行的主要情況，就變壓器的節(jié)能降耗角度進(jìn)行變壓器怎樣經(jīng)濟地運行展開系統(tǒng)的分析，試圖為日后10kV配電網(wǎng)的發(fā)展提供理論上的支持，繼而實現(xiàn)節(jié)能運轉(zhuǎn)。

10kV配電網(wǎng)；經(jīng)濟運行；節(jié)能減損；對策

10kV配電網(wǎng)當(dāng)前是我國比較普遍的供電等級，在電網(wǎng)當(dāng)中規(guī)模以及涉及面都是最大的，在結(jié)構(gòu)上10kV配電網(wǎng)是電網(wǎng)的末端，因此和用戶有非常密切的聯(lián)系。但是目前在使用當(dāng)中尚且存在著一定的問題，作為供電部門來說，除了對設(shè)備進(jìn)行更新，適當(dāng)?shù)夭捎媚芎妮^低的變壓器之外，需要立足目前的實際情況，促進(jìn)變壓器實現(xiàn)經(jīng)濟運行，降低能耗，本文將進(jìn)行系統(tǒng)探究。

1 目前配電變壓器的基本使用概況

從整體上來看，依照目前我國的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，我們常說的配電變壓器指向的是35kV以及10kV（包括10kV以下）、容量在6300kVA以下，并且直接為終端用戶提供供電能量的電力變壓器，它是在輸電電網(wǎng)以及便點點網(wǎng)設(shè)備當(dāng)中消耗最多能源的一個因素。變壓器最主要的能量損耗出現(xiàn)在其空載的時候因漏磁損耗以及勵磁電流等造成的鐵損、負(fù)載的時候因負(fù)載電流經(jīng)過變壓器的線圈電阻而形成。使用新材料以及新工藝能夠很好地減少空載消耗（比方說，使用非晶合金材質(zhì)的配電變壓器可以把空載消耗縮減到約70%甚至更多），所以我們從本質(zhì)上而言，使用新型設(shè)備才是實現(xiàn)節(jié)能運轉(zhuǎn)的最終出路。不過就目前10kV配電網(wǎng)在我國所使用的變壓器往往在設(shè)計水平上還有一定的弊端，使用方面尚且存在一定的問題，導(dǎo)致配電變壓器始終在低效運作，這種現(xiàn)實情況體現(xiàn)在這樣的幾個方面上：

（1）很多電力企業(yè)都懷抱著“物盡其用”的過度節(jié)約思想，導(dǎo)致使用配電變壓器時都會將其一直使用到最終宣布報廢才停止，導(dǎo)致很多高能耗變壓器在運轉(zhuǎn)極限的狀態(tài)下繼續(xù)工作，形成了更高的能耗。

（2）新建變電站的時候，我們通常會從技術(shù)經(jīng)濟這一方面上考察在一次性的投資量上比較少的設(shè)備，基本不會考慮變壓器能耗以及年運行成本，或者考慮得非常少。

（3）在變壓器實際使用的情況下，更加傾向于使用一些小容量的變壓器設(shè)備，令其承擔(dān)較大的負(fù)載，始終在這種高負(fù)載的情況下運作，它從根本上來說會造成很大的能耗。

總的來說這三種原因都會導(dǎo)致配電變壓器的選型不正確，再輔以不合理負(fù)載率以及不合理的運作方法，都可能會導(dǎo)致配電變壓器進(jìn)入低效運作的狀態(tài)。

2 對變壓器經(jīng)濟運作造成影響的原因

對相關(guān)理論進(jìn)行系統(tǒng)的分析我們可以總結(jié)出，變壓器經(jīng)濟運作最主要的是因運行電壓、三相負(fù)荷平衡、敷在功率因數(shù)以及運行溫度這四個原因的影響。

運行電壓形成的能耗主要為有功損耗，這種損耗與電壓平方值呈現(xiàn)出正比例的關(guān)系，所以控制運行電壓影響有功能耗的效果是比較大的。通常來說，不能讓變壓器過電壓進(jìn)行運作，這是因為在這一過程當(dāng)中可能會導(dǎo)致鐵損程度大幅度提升，間接提升無功損耗，所以我們僅從運行角度來考慮的話，需要盡可能地防止變壓器過電壓運轉(zhuǎn)，進(jìn)而對鐵損以及勵磁損耗進(jìn)行控制。

其次，在負(fù)荷功率的影響上，電網(wǎng)功率因數(shù)的下降可能會導(dǎo)致供電設(shè)備的能力受到影響，還可能會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動，增加電能的消耗。

在變壓器三相負(fù)荷能夠保證平衡的影響上，在達(dá)到平衡點的時候，變壓器損耗最小，假如沒有達(dá)到平衡點，損耗則是三只不同的單向變壓器承擔(dān)的負(fù)荷消耗總和。所以三相負(fù)荷平衡與否能夠很好地控制變壓器的損耗，影響比較重要也比較顯著。

最后是運行溫度的影響，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計我們可以得知，適當(dāng)?shù)亟档蛦挝粶囟饶軌蚝芎玫亟档妥儔浩魉牡呢?fù)荷，百分比大概是在0.32%上下。所以，對變壓器運行的具體溫度進(jìn)行控制也需要得到一定關(guān)注。

3 對變壓器經(jīng)濟運作的具體方式展開探究

變電站當(dāng)中變壓器是非常常用的，它最主要的模式就是并聯(lián)變壓器。這樣的并聯(lián)方式能夠在提升變壓器運行的經(jīng)濟價值的基礎(chǔ)之上提升供電可靠性。借助變壓器的并聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)于變壓器當(dāng)中負(fù)荷的動態(tài)分配，防止出現(xiàn)單臺變壓器的超負(fù)荷運轉(zhuǎn)帶來不必要的損耗。并聯(lián)運行變壓器基本的模式是多臺變壓器的并聯(lián)處理，不過需要注意的是他們的容量可能會存在一定的差距，所以需要具體情況具體分析。

3.1 并聯(lián)容量一致的變壓器

兩臺并聯(lián)線路當(dāng)中變壓器擁有相同的容量的情況下，假如并聯(lián)運轉(zhuǎn)，總綜合功率消耗可以根據(jù)“P=P0+（N/2SN）2PN”來完成運算（P0是額定負(fù)載的綜合能耗；SN是變壓器的額定容量）。結(jié)合相關(guān)公式進(jìn)行計算，得到單臺變壓器以及并聯(lián)變壓器臨界負(fù)荷數(shù)值。在負(fù)荷逐漸臨近這一臨界負(fù)荷值的時候，使用變壓器并聯(lián)的運作方法；在負(fù)荷值明顯小于臨界負(fù)荷值的時候，則使用單臺變壓器來運轉(zhuǎn)。

3.2 并聯(lián)容量不同的變壓器

容量不同的變壓器進(jìn)行并聯(lián)的時候，則需要兼顧運行方式以及負(fù)荷分配。

比方說，我們以兩臺變壓器作為切入點，首先，計算它們在并聯(lián)運行狀態(tài)下功率的損耗以及單獨運行的時候臨界負(fù)載值；隨后計算其中一臺變壓器在單獨運轉(zhuǎn)以及并聯(lián)的時候臨界負(fù)載值；計算另外一臺在單獨運轉(zhuǎn)以及并聯(lián)的時候的額臨界負(fù)載值；將以上三種臨界負(fù)載畫在一張圖中，獲得這兩臺變壓器在并聯(lián)和單臺運轉(zhuǎn)的情況下的曲線圖，獲得三個交點，根據(jù)這三個點分布的情況，我們就能夠得到變壓器在不同的負(fù)載環(huán)境中的運行策略。相對的，在多臺容量不同變壓器進(jìn)行并聯(lián)運轉(zhuǎn)的時候就可以以此獲得一系列曲線，總結(jié)運行的方案。

4 結(jié)語

所謂變壓器經(jīng)濟運行，排除技術(shù)層面問題不提之外，往往還和變電站的管理工作有關(guān)系。通常來說，在變電站的建設(shè)初級階段，可以選擇一些能耗相對比較低的變壓器，結(jié)合實際情況來選擇容量；在變電站當(dāng)中擁有較多的變壓器的時候，則需要結(jié)合經(jīng)濟運算的實際成果以及負(fù)載情況來選擇最理想的方式。

[1]秦偉鋒.基于變壓器經(jīng)濟運行的10kV配電網(wǎng)節(jié)能降損研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（28）.

[2]宋軍光.10kV配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)措施探討[J].中國科技縱橫，2014（02）.

[3]宋智慧，吳比坤.10kV農(nóng)村配電網(wǎng)節(jié)能降耗技術(shù)措施研究[J].北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報：自然科學(xué)版，2012（29）.

TM732

A

1004-7344（2016）03-0031-01

2016-1-10